ARMATURE EN ACIER INOXYDABLE POUR LES PONTS ET LES TUNNELS

Rationalisation des coûts grâce à l'allongement de la durée de vie des bâtiments

Dans la société actuelle, les déplacements professionnels et les loisirs, sur de longues ou de courtes distances, par n'importe quel temps, font partie de notre quotidien. On s’attend à ce que les infrastructures comme les ponts et les tunnels, soient en bon état et ne connaissent pas d’embouteillages quelle que soit la période de l'année. En hiver, l'utilisation intensive de sels de déverglaceage est courante. Rien qu'en Allemagne, on utilise jusqu'à 100 000 tonnes de sel de deverglaceage par jour et environ 0,5 tonne de sel par kilomètre lors d'une seule pluie verglaçante. Avec une tendance à l'augmentation des conditions météorologiques extrêmes, ces chiffres sont susceptibles d'augmenter.

Il est urgent d'agir : coûts de restauration élevés pour les ponts et tunnels exposés à la corrosion induite par les chlorures

Les chlorures présents dans les éclaboussures d'eau et les jets de ces produits dégivrants sont l'ennemi de toute armature en acier. Selon leur concentration, ils entraînent une corrosion indésirable de l’armature en acier et, par conséquent, des réparations coûteuses. 66% de tous les ponts endommagés sont dus à la corrosion induite par les chlorures. Dans de nombreux pays, la remise en état des ponts est devenue l'un des défis les plus urgents à relever pour que la circulation reste fluide et sans encombre. Rien qu'en Allemagne, plus de 2 500 ponts, soit 5 % de l'ensemble des ponts routiers, ont été jugés insuffisants ou inadéquats. Des mesures de réparation doivent être prévues dans un avenir proche.

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Dégradation des ponts en France

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sont classés comme dangereux /très dangereux en raison de la corrosion induite par les chlorures
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des ponts en France sont touchés
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de la surface totale des ponts est endommagée

Raisons des dommages occasionnés aux structures des ponts

Principales causes des dommages en 2007

Source: W. Breit: Kritischer korrosionsauslösender Chloridgehalt – Grenzwerte, Empfehlungen. 4. Münchner Bausymposium 26. September 2019, Hochschule München.
Principales causes des dommages en 2019

Une armature acier inadapté affecte la durée de vie des ouvrages

La corrosion induite par les chlorures entraîne une perte de matière importante et réduit ainsi la section des armatures en acier. Ce processus est invisible de l'extérieur et constitue une menace majeure pour la stabilité de la structure : la réduction de la section des armatures en l'acier diminue la capacité portante de l'armature et, dans des cas extrêmes, entraîne un risque d'effondrement pour l'ensemble de la construction. En utilisant une armature en acier traditionnel, la durée de vie souhaitée des éléments n'est souvent pas atteinte, en raison de la concentration en chlorure. Les conséquences sont des mesures de réparation involontairement précoces mais nécessaires, qui dépassent parfois les coûts de fabrication. Les dépenses supplémentaires pour les travaux de réparation, en particulier pour les parties difficiles d’accès et les préjudices économiques causés par les embouteillages ou les fermetures de routes ne sont pas encore pris en compte.

Les utilisations et les degrés de risque dans la construction de ponts et de tunnels

Utilisations d'armature en acier inoxydable dans la construction de ponts

Armatures et fixations en acier inoxydable pour la construction de tunnels

Fixations pour faux plafonds dans les tunnels

L’Acidur 4529 de Deutsche Edelstahlwerke est un acier inoxydable avec une teneur forte en alliages convient parfaitement pour les fixations et les éléments d'attaches dans des milieux agressifs contenant des chlorures comme les tunnels routiers. Les chlorures provenant des produits dégivrants ainsi que la forte teneur en dioxyde de soufre des gaz d'échappement des voitures attaquent les structures des tunnels. Il existe aussi des contraintes mécaniques élevées qui favorisent la corrosion sous contrainte.
Améliorer le cycle de vie des bâtiments

Afin d'améliorer la fiabilité et la durabilité des structures, tout en tenant compte des coûts globaux, le choix du matériau le plus approprié est décisif. Avec l'augmentation de la quantité d'alliages, non seulement la durabilité de l'acier inoxydable augmente, mais les coûts des matériaux augmentent également. L'objectif est de sélectionner le métal d'armature en fonction de la contrainte de corrosion et de la durée de vie prévue de la structure. Le tableau suivant illustre le processus de décision en combinant les classes d'exposition mentionnées ci-dessus, indépendamment de la qualité (porosité et perméabilité) du béton utilisé.
  Produit Concentration en chlorure
[M.-%/z] dans du béton alcalin sur la surface en acier
Concentration en chlorure
[M.-%/z] dans
du béton carbonaté sur la surface de l'acier
  ≤ 0,5 ≤ 1,0 ≤ 2,0 ≤ 2,5 ≤ 3,0 > 3,0 ≤ 0,25 ≤ 0,5 ≤ 0,75 ≤ 1,00 ≤ 1,25 > 1,50
  B500B (1.4039)                        
  Top12 (1.4003)                        
  UGIGRIP® (1.4062; 1.4362; 1.4462)                        
                             
  Risque de corrosion avec le produit correspondant aucun bas haut            
La représentation comparative des résistances au chlorure des différents aciers pour béton ne sert qu'à titre d'aperçu. Les valeurs de la teneur critique en chlorure inducteur de corrosion (Ccrit), indiquées dans des avis d'experts ou des publications comparables, sont décisives pour la classification de la résistance au chlorure.

Les coûts du cycle de vie comme base de calcul économique des ouvrages de génie civil

La durée de vie attendue des ponts et des tunnels est un facteur déterminant pour le calcul financier des coûts de construction et, en fin de compte, des coûts du cycle de vie. Les coûts du cycle de vie représentent la somme des coûts de construction et des coûts d'exploitation (inspection, entretien et réparation). Il va sans dire que plus la durée de vie est longue, mieux c'est. Toutefois, l'expérience montre que les structures de génie civil présentent des signes menaçants de corrosion des armatures bien avant d’atteindre leur durée de vie prévue. Les mesures de réparation précoces, parfois même récurrentes, indispensables et surtout imprévues, dépassent souvent les coûts de production Pour comparer différentes variantes de construction, il est judicieux d'utiliser les coûts du cycle de vie comme critère de décision plutôt que les coûts de fabrication.

Dans une certaine mesure, les normes existantes, par exemple en Allemagne, tiennent déjà compte de la durabilité des ouvrages de génie civil contre la corrosion des armatures induite par les chlorures. Elles associent les revêtements de béton et les exigences en matière de composition du béton, en fonction de la classe d'exposition de l'élément. Toutefois, l'expérience tirée de nombreux exemples montre que des mesures supplémentaires sont inévitables pour les ponts et les tunnels particulièrement exposées aux chlorures.

Toutefois, l'expérience tirée de nombreux exemples montre que des mesures supplémentaires sont inévitables pour les ponts et les tunnels particulièrement exposés aux chlorures.

Connaître son environnement : identifier les zones à problèmes

Pour que les coûts de la construction et de la réparation des infrastructures restent prévisibles, l'utilisation d'armatures en acier inoxydable peut toute faire la différence. En raison de sa teneur en alliage, l’armature en acier inoxydable a une résistance à la corrosion plus élevée qu’une armature en acier classique. Il est essentiel de comprendre où les structures de génie civil présentent des problèmes afin de trouver l'équilibre entre les coûts de construction et la durabilité.

Les éléments très exposés des ponts et des tunnels sont les suivants :

  • Tabliers
  • Tête de pilier
  • Pilier central du pont
  • Culée
  • Joint de tablier
  • Chemins de secours
  • Parois de tunnels
  • Mur de soutènement
  • Les galeries

Exemples de réalisations avec nos solutions en acier inoxydable

Carrefour autoroutier Munich-Est : remplacement d'un pont


40 ans après la mise en service de l'échangeur autoroutier, l'inspection générale révèle des défauts importants dans la structure du bâtiment, en particulier dans la charpente du pont. Les études de rentabilité montrent qu'une nouvelle construction de remplacement est préférable à une restauration structurelle fondamentale, y compris pour le développement futur du trafic. En plus d'optimiser la composition du béton, les piliers seront équipés d’armature inox en acier Top12 pour l'armature de liaison des fondations, des piliers eux-mêmes et des bases d'appui.

Projet : Carrefour autoroutier Munich-Est - Allemagne
Domaine : Pilliers
Produit : Top12-500
Dimensions : 10 mm, 12 mm, 14 mm
Mise en œuvre : Mars 2017 à Novembre 2019

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Autoroute A96 : Modernisation des tunnels d'Etterschlag et d'Eching




Dans le cadre du réaménagement de sécurité des tunnels d'Eching et d'Etterschlag sur l'autoroute A96 Lindau-Munich, les caniveaux à fentes et les chemins de secours ont dû être renouvelés ou réparés en raison des dégâts de corrosion existants. Après près plus de 20 ans d'exploitation, les mesures effectuées lors de l'évaluation de l'état des structures ont montré que la teneur en chlorure au niveau des armatures était nettement supérieure aux valeurs limites conduisant la corrosion. Afin de prévenir la corrosion future des armatures, les chemins de secours ont été équipées d'armature en acier à faible corrosion Top12-500.

Projet : Tunnel Eching et Etterschlag, Allemande
Domaine : Sorties de secours
Produit : Top12-500
Dimensions: 28 mm
Mise en oeuvre : 2016

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